智能变电站继电保护系统可靠性分析

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuezhenlong0310
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  摘要:在电网的运行过程中,智能变电站继电保护系统的正常工作又具有非常重要意义。从本质上来说,智能变电站继电保护系统的存在,就是保证供电安全、电网正常运行的前提条件。在本文中,针对智能站继电保护系统可靠性问题进行了分析,并提出了一些措施,以期为相关人员提供参考。
  关键词:智能变电站;继电保护系统;可靠性
  中图分类号: TM77 文献标识码: A
  引言
  智能变电站是智能电网的重要基础,其运行过程的稳定程度在很大程度上影响着电网的质量。而继电保护系统是智能变电站的重要组成部分,其运行的可靠性和稳定性又将在很大程度上决定智能变电站运行的稳定性。在这种情况下,如何保障继电保护系统的可靠性,成为了相关单位及各部门所面临的重要问题。
  1 关于智能变电站继电保护的相关内容
  1.1 概述
  在智能电网的建设过程中,最为重要的内容就是智能变电站的建设。与传统变电站不一样的是,智能变电站中的信息处理,往往需要从智能化、数字化的方向去收集、分析以及处理。同时,在智能变电站中软件和硬件的使用方面,也需要采用智能化、规范化的通信协议。相对于传统变电站来说,智能变电站比较明显的优点就是其是以网络和计算机为载体进行工作的,使得继电保护系统能够智能化、自动化的运行。所以,智能变电站继电保护系统的可靠运行,是高效、全方位采集和应用相关数据的必要基础,也是保证变电站安全、稳定运行的重要基础。
  1.2 关于继电保护系统的特点
  1.2.1 信息处理更加灵活
  与常规变电站最大的不同就是智能站信息传输的数字化。电流电压采样可以采用常规的互感器,也可以采用光学互感器、电子式互感器等。借助于网络技术,各种数据通过光纤将过程层、间隔层及站控层联系起来,进行信息的订阅与发送。这种信息传输方式,更加灵活、稳定、高效。其不仅在信息处理方面更加灵活,而且能够自动借助智能化的网络技术来减少变电站中的二次回路连接线的数量。这样一来,智能变电站也能够更加安全、可靠地运行,为电网的正常工作提供保障。
  1.2.2 检测系统故障迅速
  在实际情况中,智能站继电保护系统能够检测电力系统中的故障问题,及时发现电力系统中所潜在的隐患问题。在某个电力设备或者是电子元件出现故障时,继电保护系统还能够及时发出警报,提醒工作人员及时处理。
  1.2.3 安装使用非常方便
  由于智能站大量减少二次电缆的使用,所以继电保护系统采购与安装所消耗的成本比较低,操作起来很简单,安装起来也非常方便。在继电保护系统中所使用的材料大都比较轻,不仅有利于电力施工、提高安装效率,也能够在一定程度上减少占据空间。
  2智能变电站继电保护系统可靠性分析
  2.1 可靠性分析的计算方法
  2.1.1計算角度
  计算智能变电站继电保护系统可靠性的角度有两个:一是可靠度。从可靠度角度进行分析,即是在一定设备运行环境中、在某一运行时间段内,计算智能变电站继电保护系统完成自身某项功能所达到的实际概率。在智能变电站正常情况下继电保护系统的实际概率即为可靠度,以此衡量系统运行的可靠性。二是可用度。这一计算角度是当智能变电站继电保护系统发生故障后,其维护系统所起到的实际修复作用的可用度。
  2.1.2计算方法
  总体来说,智能变电站继电保护系统可靠性分析与计算方法主要有蒙特卡洛模拟法、可靠性框图法两种。分析与计算的前提是获得相应数据,确保分析的可行性。智能变电站的终端与合并单元采用组网方式,采用GOOSE双网跨接的方式实行保护、数据收集、指令传输等工作。同时,利用SV网可完成样本数据的传输。获得相应的数据后通过数字化组网方式,利用太网传输各装置的数据,利用GOOSE与SV两种接口组合的方式,输入相应的数据并回收系统输出的数据,对继电保护系统可靠性进行有效分析。
  2.2 可靠性计算
  2.2.1主变保护可靠性
  主变保护、智能终端与合并单元采用组网方式,利用GOOSE网络采集开关量信息、并传输跳闸命令。同时,利用SV 网络传递样本数据信息。对智能变电站的主变压器进行保护,会采用测控一体保护装置,提高整体可靠性,并为系统保护提供科学依据。在进行分析时多利用可靠性框图进行分析。
  2.2.2线路保护与母联保护可靠性
  在该项分析环节中,要明确线路保护组网设计方案。智能变电站会采用数字化线路保护装置,在此情况下获取装置的开关量与模拟量信息,是利用光线以太网通信获取的。样本采收的接口为SV接口,其跳闸与开关量的输入共用一个GOOSE接口。这种数字化线路保护装置可满足两端的需求,实现与传统线路保护装置的联合运用,提高光纤的纵差保护功能。
  2.2.3母线保护可靠性
  母线保护装置模式下,每个智能终端都可提供开关闸的位置,同时可将开关的数量与相应的样本值通过GOOSE网络传递到相应的保护装置中。母线保护装置受其组网模式的影响,获取其网络信息时要联合保护与合并单元通过IEC61850-9-2协议。与主变保护相比,母线保护的可靠性更高。这是因为主变保护要连接35kV、110kV、220kV测的断路器,由此增加了单元数目而降低了主变保护的可靠性。
  3智能变电站继电保护系统可靠性保障措施
  3.1 加强变压器的保护
  变压器是变电站重要的供电设备,对整个智能变电站的正常运行有着重要作用,因此必须加强对变压器的保护。应提高设定标准电压额度的科学性与有效性,确保变压器正常运行。前期采用分布式配置保护方式,提高对变压器整体安全的保护力度。但对其后期运行则应采用集中式配置,保证变压器的稳定运行,以避免因系统过于复杂而降低保护装置可靠性。   3.2 对过流电进行合理限定
  过流电是指电流超过系统的承载能力,会导致相应的安全问题。受多种因素影响,过电流数额会发生一定变化,这会降低继电保护系统的可靠性。为有效解决这一问题,应对过电流进行有效的限定,提高系统的准确性。
  3.3 加强继电保护系统的线路保护
  當前继电保护系统中主要采纵差联动的保护方法,提升系统的可靠性。保护系统运行中,线路自身可通过通道进行连接,从而对线路进行保护,同时通过线路可实现检测等工作,因此必须加强对线路的保护。
  3.4 完善继电保护智能报警系统
  在智能变电站继电保护中要对故障进行预警、检测与报警工作,以此加强对变电站正常运行的维护。通过完善继电保护的智能报警系统,工作人员可及时准确了解智能变电站的运行状态及相应设备出现的问题。建立健全继电保护智能报警系统必须做好以下几点工作:
  3.4.1总结功能
  当智能变电站的继电保护智能报警系统发现设备运行故障后,会对其产生的数据进行总结。同时收集变电站内实时数据、警告信息、应用信息及故障处理信息等与故障有关的数据信息。
  3.4.2诊断功能
  在变电站设备运行出现问题后,智能报警系统会对相应的问题进行诊断。诊断过程中,通过设备正常运行数据与异常运行下产生的数据进行对比,从而生成相应的诊断报告。利用相应的管理经验,对故障进行分类,最终形成设备的异常信息。
  3.4.3跳闸保护
  当设备运行出现问题时,报警系统会下达打开开关的指令,使得保护装置跳闸,从而实现对变电设备的保护。同时,智能报警系统会将变电站设备的异常信息、开关的变位信息等反馈给相关的工作人员,进行报警处理。
  结束语
  在科学化技术广泛使用的背景下,智能变电站也开始在电力行业中发挥着非常重要的作用。而智能变电站继电保护系统的存在,也具有非常重要的意义。只有不断地完善、改进智能变电站继电保护系统,才能够充分地提高继电保护的服务水平。
  参考文献
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